www.engineering-suomi.com
11
'22
Written on Modified on
NSK
Ocean Harvesting testaa uudenlaista uusiutuvan energian tuotantoa: aaltovoimaa NSK:n kuularuuveilla
Ruotsalainen start-up-yritys Ocean Harvesting valjastaa uuden ehtymättömän energialähteen. Merenpinnan liike ylös ja alas voidaan muuntaa kelluvalla poijulla sähköenergiaksi. NSK:n heavy-duty-kuularuuveilla on tässä tärkeä rooli.
Vaikka uusiutuvien energialähteiden osuus kasvaa jatkuvasti, maailman on kehitettävä uusia ja kestäviä energiantuotannon lähteitä kunnianhimoisten hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteiden saavuttamiseksi.
Ocean Harvesting on kehittänyt ratkaisun, joka ottaa energiaa meren aaltojen liikkeestä. InfinityWEC (Wave Energy Converter) -nimisen järjestelmän perusidea perustuu merenpohjaan kiinnitettyihin poijuihin. Valtameren aallokko saa poijut nousemaan ja laskemaan, ja tämä liike välitetään hydrauliseen vakiovoimajousijärjestelmään (suureen kaasutilavuuteen yhdistetty hydraulisylinteri) ja kahteen NSK:n heady-duty-kuularuuviin. Kuularuuvien mutterit kytkeytyvät suoraan sylinteriin, jolloin lineaarinen ylös- ja alaspäin suuntautuva liike muuttuu pyörimisliikkeeksi (kuularuuvin kara). Tämä vaikuttaa suoraan generaattoriin ja tuottaa sähköenergiaa.
Oli kehitettävä monia yksityiskohtaisia ratkaisuja, ennen kuin tämä tyylikäs ja kestävä konsepti voitiin käytännössä toteuttaa. On esimerkiksi tärkeää varmistaa poijun liikkeen optimaalinen suuntaus kutakin yksittäistä aaltoa varten. Tämä on erittäin tärkeää tehokkaan energiantuotannon kannalta. On myös varmistettava, että kuularuuvin mutteri aloittaa paluuliikkeensä alaspäin. Tämä on hydraulisylinterin tehtävä. Sylinteri varastoi osan kelluntavoiman tuottamasta energiasta ja luovuttaa sen kuularuuville, kun se liikkuu alaspäin.
Myös voimanvälityksen valinta näitä toimintoja varten vaati suurta huolellisuutta - erityisesti siksi, että voimanvälitys toimii jatkuvasti epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa (suljetussa tilassa veden alla) ja huoltomahdollisuudet ovat rajalliset.
Mikael Sidenmark, Ocean Harvesting Technologies AB:n toimitusjohtaja, selittää: "Evaluoimme myös vinssi- ja hammastankovaihtoehtoja ja havaitsimme, että kuularuuvit ovat paras vaihtoehto kun generaattorille halutaan välittää suuri voima pitkällä liike-etäisyydellä, korkealla hyötysuhteella ja korkealla pyörintätuloksella."
Yrityksen insinöörit valitsivat NSK:n, koska yrityksen HTF-sarjan heavy-duty-kuularuuvit ovat erittäin pitkäikäisiä. Mikael Sidenmark toteaa: "Kuularuuvien on suorittava 100 miljoonaa kuormitussykliä 20 vuoden aikana. Tämä on erittäin vaativaa." Toinen syy yhteistyöhön NSK:n kanssa on Sidenmarkin mukaan yrityksen tarjoama korkeatasoinen tuki.
HTF-sarjan raskaat kuularuuvit kehitettiin alun perin heady-duty-työstökonesovelluksiin, kuten puristimiin ja muihin muotoilukoneisiin sekä ruiskuvalukoneisiin, joissa käytetään hydrauliikan sijasta sähköä. Koska HTF-sarjan kuularuuvit kestävät erittäin suurta kuormitusta ja tarjoavat samalla poikkeuksellisen pitkän käyttöiän, ne soveltuvat myös muihin infrastruktuurisovelluksiin, kuten innovatiivisissa järjestelmissä käytettäviin vaimennuselementteihin, jotka auttavat suojaamaan kerrostaloja maanjäristyksiltä.
Ocean Harvesting testaa parhaillaan InfinityWEC-prototyyppiä mittakaavassa 1:10. Jos tulokset osoittautuvat tyydyttäviksi, testataan 1:3 mittakaavan prototyyppiä. Vuonna 2024 toteutetaan ensimmäinen täysikokoinen "aaltovoimalaitos". Tämä tulee osoittamaan ratkaisun toteutuskelpoisuuden. Tällä välin myös NSK on kiireinen kehitystyössä suunnitellessaan ja valmistaessaan niin suuren HTF-kuularuuvin, kuin Ocean Harvesting tarvitsee.
Ocean Harvesting on kehittänyt ratkaisun, joka ottaa energiaa meren aaltojen liikkeestä. InfinityWEC (Wave Energy Converter) -nimisen järjestelmän perusidea perustuu merenpohjaan kiinnitettyihin poijuihin. Valtameren aallokko saa poijut nousemaan ja laskemaan, ja tämä liike välitetään hydrauliseen vakiovoimajousijärjestelmään (suureen kaasutilavuuteen yhdistetty hydraulisylinteri) ja kahteen NSK:n heady-duty-kuularuuviin. Kuularuuvien mutterit kytkeytyvät suoraan sylinteriin, jolloin lineaarinen ylös- ja alaspäin suuntautuva liike muuttuu pyörimisliikkeeksi (kuularuuvin kara). Tämä vaikuttaa suoraan generaattoriin ja tuottaa sähköenergiaa.
Oli kehitettävä monia yksityiskohtaisia ratkaisuja, ennen kuin tämä tyylikäs ja kestävä konsepti voitiin käytännössä toteuttaa. On esimerkiksi tärkeää varmistaa poijun liikkeen optimaalinen suuntaus kutakin yksittäistä aaltoa varten. Tämä on erittäin tärkeää tehokkaan energiantuotannon kannalta. On myös varmistettava, että kuularuuvin mutteri aloittaa paluuliikkeensä alaspäin. Tämä on hydraulisylinterin tehtävä. Sylinteri varastoi osan kelluntavoiman tuottamasta energiasta ja luovuttaa sen kuularuuville, kun se liikkuu alaspäin.
Myös voimanvälityksen valinta näitä toimintoja varten vaati suurta huolellisuutta - erityisesti siksi, että voimanvälitys toimii jatkuvasti epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa (suljetussa tilassa veden alla) ja huoltomahdollisuudet ovat rajalliset.
Mikael Sidenmark, Ocean Harvesting Technologies AB:n toimitusjohtaja, selittää: "Evaluoimme myös vinssi- ja hammastankovaihtoehtoja ja havaitsimme, että kuularuuvit ovat paras vaihtoehto kun generaattorille halutaan välittää suuri voima pitkällä liike-etäisyydellä, korkealla hyötysuhteella ja korkealla pyörintätuloksella."
Yrityksen insinöörit valitsivat NSK:n, koska yrityksen HTF-sarjan heavy-duty-kuularuuvit ovat erittäin pitkäikäisiä. Mikael Sidenmark toteaa: "Kuularuuvien on suorittava 100 miljoonaa kuormitussykliä 20 vuoden aikana. Tämä on erittäin vaativaa." Toinen syy yhteistyöhön NSK:n kanssa on Sidenmarkin mukaan yrityksen tarjoama korkeatasoinen tuki.
HTF-sarjan raskaat kuularuuvit kehitettiin alun perin heady-duty-työstökonesovelluksiin, kuten puristimiin ja muihin muotoilukoneisiin sekä ruiskuvalukoneisiin, joissa käytetään hydrauliikan sijasta sähköä. Koska HTF-sarjan kuularuuvit kestävät erittäin suurta kuormitusta ja tarjoavat samalla poikkeuksellisen pitkän käyttöiän, ne soveltuvat myös muihin infrastruktuurisovelluksiin, kuten innovatiivisissa järjestelmissä käytettäviin vaimennuselementteihin, jotka auttavat suojaamaan kerrostaloja maanjäristyksiltä.
Ocean Harvesting testaa parhaillaan InfinityWEC-prototyyppiä mittakaavassa 1:10. Jos tulokset osoittautuvat tyydyttäviksi, testataan 1:3 mittakaavan prototyyppiä. Vuonna 2024 toteutetaan ensimmäinen täysikokoinen "aaltovoimalaitos". Tämä tulee osoittamaan ratkaisun toteutuskelpoisuuden. Tällä välin myös NSK on kiireinen kehitystyössä suunnitellessaan ja valmistaessaan niin suuren HTF-kuularuuvin, kuin Ocean Harvesting tarvitsee.
1) Ocean Harvestingin WEC-järjestelmä voi tuottaa meren aalloista energiaa kestävästi ja CO2-neutraalisti. Valokuvat: Ocean Harvesting
2) Kaksi NSK:n kuularuuvia ja hydraulinen vakiovoimajousijärjestelmä muuttavat poijun ylös- ja alaspäin suuntautuvan liikkeen generaattoria pyörittäväksi pyörimisliikkeeksi. Valokuva: Ocean Harvesting
3) Alun perin työstökoneisiin kehitetyt HTF-sarjan raskaat kuularuuvit auttavat myös suojaamaan rakennuksia ja siltoja maanjäristyksiltä. Valokuva: NSK
